一种干熄焦系统余热余能综合利用方法与流程

本发明涉及一种煤化工领域，具体的说是一种干熄焦系统余热余能综合利用方法。

背景技术：

干熄焦是焦化厂节能减排的重要措施，也是钢铁联合企业能源综合利用的有效手段。传统的湿熄焦浪费红焦大量显热，每炼1t焦炭消耗热量约为3.15－3.36GJ，其中湿熄焦浪费的热量为1.49GJ，约占总消耗热量的37.3－45％。与湿熄焦工艺相比，干熄焦可回收利用红焦约83％的显热，每干熄1t焦炭回收的热量约为1.35GJ。

虽然干熄焦技术的应用极大降低了吨焦能耗，但仍存在约20％的焦炭显热未能有效回收。经干熄炉冷却后的冷焦温度一般为150-200℃，由干熄炉的旋转密封阀排出进入运焦皮带，该温度的冷焦含有的显热约0.2GJ/t-焦，同时该温度的冷焦对运焦皮带还会造成一定的热侵蚀。

另一方面，干熄焦系统中的冷却介质循环惰性气体在循环冷却过程中会出现可燃组分的富集，为了避免可燃组分富集到其爆炸浓度范围，需定期补充新的惰性气体，置换出部分循环惰性气体，其置换量约占循环气体量的3－4％。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、能有效回收焦炭余热、对炼焦煤有效干燥、大幅减少烟尘排放，对环境友好的一种干熄焦系统余热余能综合利用方法。

本发明包括将红焦送入干熄炉被循环惰性气体冷却后得到冷焦，将冷焦和蓄热球一起经球-焦配料斗送入球-焦换热器，利用冷焦加热蓄热球，然后经球-焦分离器分离出焦炭和加热后的蓄热球，所述加热后的蓄热球和炼焦煤一起经球-煤配料斗送入球-煤回转窑内，利用蓄热球对炼焦煤行干燥破碎，然后经煤-球分离器分离出蓄热球和破碎后炼焦煤，蓄热球回送到球-焦配料斗，破碎后炼焦煤再经流化床分离出粗煤料、细煤料和粉煤，所述细煤料送入焦炉炼焦后得到红焦。

来自干熄炉的装焦烟尘、放散的循环惰性气体和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起经消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后作为流化气体送入流化床对破碎后炼焦煤进行流化、干燥、分级。

所述粉煤由流化气体从流化床带出并经沉降室或旋风除尘器捕集从流化气体中分离出来，送入高炉喷吹煤库或压球系统。

来自球-焦配料斗、球-焦分离器、高炉喷吹煤库或压球系统以及球-煤分离器的含尘气体一并送入球-煤回转窑内带走湿气后送入除尘器除尘后达标排放。

出沉降室或旋风除尘器的流化气体部分循环回送到消爆燃烧器，其余部分送入球-煤回转窑内带走湿气后送入除尘器除尘后达标排放。

控制由干熄炉排出的冷焦温度，以调整出球-焦换热器的蓄热球温度，进而控制出球-煤回转窑炼焦煤的含水量。

控制出干熄炉的冷焦温度大于200℃，小于250℃，以使出球换热器的蓄热球温度为180-230℃，进而控制出球-煤回转窑的炼焦煤水含量在5wt％以下。

经所述流化床干燥后的炼焦煤中水含量下降至3wt％以下。

所述蓄热球为钢球。

所述球-焦分离器为电磁分离机。

发明人针对现有干熄焦技术存在的大量低温余热余能未能有效回收利用等技术问题，在不改变现有干熄焦主体工艺的前提下，作出如下改进：(1)充分利用了焦炭的显热，将出干熄炉的冷焦送入球-焦换热器中对蓄热球进行直接加热，然后利用蓄热球在球-煤回转窑中对炼焦煤进行干燥并同步破碎，再通过球-焦分离器将冷焦分离，使冷焦的显热得到有效回收；由于出干熄炉的冷焦余热得到进一步的回收，焦炭温度进一步降低，从而减少了运焦皮带的热损伤，延长了设备使用寿命。(2)对原干熄焦系统循环惰性气体外排部分进行回收进入消爆燃烧器，充分利用了该气体中含有的可燃组分的余能；(3)发明人突破了传统希望出炉的焦炭温度更低的思维，将出干熄炉的冷焦温度控制得更高，即大于200℃，小于250℃的范围，这样一方面可以减小干熄炉的负荷，另一方面，可以获得更高温度的蓄热球，有利于提高球-煤回转窑的干燥效果，使炼焦煤出球-煤回转窑的水含量降到3％以下，甚至更低。(4)为了进一步减少烟尘排放，将球-焦配料斗、球-焦分离器、球-煤分离筛、煤分离筛和压球系统或高炉喷吹煤库产生的含尘气体引入球-煤回转窑中将窑中的湿气带出，同时窑内高湿度环境有利于微细粉尘的凝聚，减少粉尘的排放。

为了进一步减少烟尘排放，将来自干熄炉的装焦烟尘和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气引入流化床对炼焦煤进行干燥分级，出流化床时带走干燥湿气；将球-煤分离筛产生的含尘气体以及来自沉降室或旋风除尘器的气体回送球-煤回转窑中，可以将窑中的湿气带出，同时在回转窑内的湿气作用下，使进入回转窑含尘气体中的微细粉尘发生凝聚，有利于提高后续除尘器的除尘效率，从而实现减少烟尘排放。

经沉降室或旋风除尘器除尘后的流化气体部分循环回送入流化床，以稳定进入流化床的循环风量，提高流化床的运行稳定性。回送流化床的循环量根据进入消爆燃烧器的气体流量及焦炉烟气流量的波动情况自行调节。

本发明工艺简单、延长了设备的使用寿命，有效利用了出干熄炉冷焦的余热以及放散气体的余热和余能，回收显热0.2GJ/t-焦以上；大大降低了外排的烟气量，减少PM2.5的排放，对环境友好；提高了炼焦煤的干燥效果和效率，煤含水量降至3％以下，干燥热能来自系统低温余热，进一步的节能降耗。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明工艺作进一步解释说明：炼焦煤(水含量为10wt％)和来自球-焦换热器的加热后蓄热球(温度180-230℃)经球-煤配料斗送入回转窑进行干燥破碎，炼焦煤被破碎同时并加热干燥，炼焦煤中的水含量下降至为5-6wt％，再经球-煤分离筛分离出蓄热球和破碎后炼焦煤，蓄热球回送球-焦换热器，破碎后炼焦煤送入流化床进一步破碎、干燥、分级，分离出粗煤料(粒径＞3mm)、细煤料(粒径为0.3－3mm)和粉煤(粒径＜0.3mm)，所述粗煤料回送球-煤回转窑，所述细煤料送入焦炉炼焦后得到红焦；所述红焦送入干熄炉被循环惰性气体冷却后得到温度大于200℃(优选不超过250℃)的冷焦，所述冷焦经球-焦配料斗送入球-焦换热器对蓄热球进行加热，然后经球-焦换热器分离出加热后的蓄热球和焦炭，所述蓄热球送入球-煤配料斗。来自干熄炉的装焦烟尘、放散的循环惰性气体和来自焦炉水平烟道的焦炉烟气一起经消爆燃烧器燃烧消耗掉氧气和部分焦尘后作为流化气体送入流化床对破碎后炼焦煤进行流化、干燥、分级。从所述流化床出来的流化气体带出的粉煤经沉降室或旋风除尘器捕集分离出来后，送入压球系统或高炉喷吹煤库；出沉降室或旋风除尘器的气体部分回送消爆燃烧器，其余部分和来自球-焦配料斗、球-焦分离器、高炉喷吹煤库或压球系统以及球-煤分离筛的含尘气体一起送入球-煤回转窑内带走湿气后送入除尘器除尘后达标排放。

以年产焦110万吨焦的2座55孔的6m焦炉生产为例，采用本发明工艺后，回收干熄焦系统余热约0.2GJ/t-焦以上，炼焦煤进炼焦炉前水含量降至3％以下，减少70％以上的焦化废水产生量。